Импульсно-кодовая и дельта-модуляции, страница 2

Следовательно, искомая логариф­мическая характеристика компрес­сии типа А будет:

Для получения реализуемого вы­ражения можно использовать два пути.

Именно эта характеристика при­нята в отечественной системе пере­дачи ИКМ-30.

На рис. 2.13 приведены зависи­мости a_кв —f(р_вх) при равномерном 1 и нелинейном 2 квантовании. Оче­видно, улучшение защищенности в области малых уровней происходит вследствие ухудшения ее для боль­ших сигналов.

Основным преимуществом систем ИКМ является то, что при передаче какой-либо комбинации импульсов нет необходимости передавать без искажения форму каждого из них; совершенно достаточно передать только наличие или отсутствие в каждой комбинации того или иного импульса. Отсутствие необходимос­ти в передаче формы импульса де­лает возможным передавать только первую гармонику его, что позволя­ет значительно сократить спектр пе­редаваемых по линии частот.

При импульсно-кодовой системе линейные помехи не влияют на ка­чество передачи, если напряжение этих помех не превышает половины импульса напряжения самого сигна­ла. При этом на промежуточном пункте можно не усиливать импуль­сы, а восстанавливать их заново, т. е. регенерировать. Поэтому дейст­вие помех, возникающих на различ­ных регенерационных участках, не суммируется в канале, как это имело место во всех предыдущих системах, а совершенно уничтожается в реге­нераторе. Кроме этого, восстановле­ние импульсов в каждом регенера­торе создает меньшую зависимость работы его от изменения парамет­ров предыдущего регенерационного участка. Следовательно, отпадает необходимость в конструировании соответствующих устройств, авто­матически изменяющих усиление усилителей при изменении затуха­ния предыдущего участка (устройст­ва АРУ, см. гл. 17).

Определим в первом приближе­нии ширину спектра, который не­обходимо пропустить при данном способе преобразования сигнала по тракту передачи, и сравним ее с ши­риной спектра, необходимого при обычной AM, а также при других импульсных системах модуляции. Продолжительность предоставле­ния линии каждому из каналов  , где N- количест­во организуемых каналов.

Если считать, что код составляет­ся из q импульсов, то продолжитель­ность каждого кодирующего им­пульса вместе с продолжитель­ностью промежутка т можно опре­делить из соотношения:

Выше установлено, что при импульсно-временном разделении ка­налов частота  предоставления линии каждому каналу должна быть как минимум вдвое выше макси­мальной частоты  передаваемо­го спектра. Это положение справед­ливо и для импульсно-кодовой сис­темы передачи сигналов. Отсюда следует, что частота следования ко­дирующих импульсов, или, что то же, частота первой гармоники их, определяющая ширину спектра, который необходимо передать по ли­нии, будет

Для сравнения определим ширину спектра, которую необходимо пере­давать при обычной AM. Если наи­высшая частота первоначального спектра сигнала будет , то для каждого одностороннего разговора необходимо занять спектр, мини­мальная ширина которого будет приблизительно равна . Тогда для N каналов будет необходим спектр   N.

Сравнивая его со спектром им­пульсно-кодовой системы, получим

Таким образом, спектр при им­пульсно-кодовой системе передачи сигналов примерно в 2q раза шире спектра, необходимого при обычной AM. Если, например, для кодирова­ния используют восемь импульсов, то спектр при кодовой системе будет в 16 раз шире спектра, необходимо­го при AM. В то же время следует отметить, что ширина спектра при ИКМ значительно уже, чем при любом другом способе импульсной модуляции (АИМ, ШИМ, ФИМ, ЧИМ).

В качестве примера на рис. 2.14 приведена упрощенная схема пере­дающей станции с ИКМ. С по­мощью ключей 1, 2, ... n в блоке АИМ-1 получаются кратковремен­ные импульсы от 1, 2, ... n сигналов абонентов. Для того чтобы эти им­пульсы можно было направить в кодер, каждый из них должен иметь плоскую вершину, фиксирующую данное мгновенное значение переда­ваемого сигнала в течение всего вре­мени его кодирования. Это осущест­вляется в элементе, называемом АИМ-2. Групповой АИМ-2 сигнал направляется в кодер, на выходе ко­торого появляются кодовые комби­нации, поступающие через передаю­щее устройство в линию (см. п. 18.1). Одновременно в линию передаются синхронизирующие сигналы.

На приемной станции (рис. 2.15) с выхода регенератора приема РПр кодовые комбинации поступают на декодирующее устройство ДУ. Вы­деление синхронизирующего сигна­ла обеспечивает синхронность ра­боты генераторного оборудования обеих станций. После декодиро­вания восстановленный групповой АИМ сигнал подается на ключи, работа которых определяется гене­раторным оборудованием. На выхо­де ключей появляются АИМ сигна­лы каждого из абонентов.

Дельта-модуляция (ДМ) является одним из видов аналого-цифрового преобразования. В этом случае в кодирующем устройстве происходит сравнение передаваемого значения функции сигнала с предыдущим зна­чением. Если значение, которое мы должны передать, больше, чем пре­дыдущее, то в тракт передачи пе­редается положительный импульс, если меньше - отрицательный (рис. 2.16,а и б).

На приемной станции в декоди­рующем устройстве положительные импульсы вызывают заряд конден­сатора и, следовательно, некоторое приращение принятого напряжения, а отрицательные - соответствующий разряд его (рис. 2.16, в). Если при­ращение напряжения на конденсато­ре приемной станции будет соответ­ствовать приращению напряжения, фиксируемому на передающей, ста­новится очевидной возможность приближенной передачи функции сигнала. Возникающая при этом не­точность аналогична искажениям квантования в системах с ИКМ и зависит от величины фиксируемых приращений и, следовательно, от частоты предоставления общего тракта для передачи сигнала.

В системе с ДМ нет надобности передавать форму импульса — достаточно фиксировать наличие или от­сутствие его. Поэтому возможность восстановления импульсов в каждом регенерационном пункте позволяет распространить на эту систему все преимущества ИКМ.